1、第4课 影响光合作用的因素及与细胞呼吸的关系内容索引内容索引核心素养测评考点一环境因素对光合作用强度的影响及应用考点一环境因素对光合作用强度的影响及应用 【必备知识速填必备知识速填】1.1.光合作用强度光合作用强度:(1)(1)概念概念:是指植物在单位时间内通过光合作用制造是指植物在单位时间内通过光合作用制造_的数量。的数量。(2)(2)其他表示方法其他表示方法:单位时间内通过光合作用单位时间内通过光合作用_的数量。的数量。单位时间内通过光合作用单位时间内通过光合作用_的数量。的数量。糖类糖类消耗的消耗的COCO2 2产生的产生的O O2 22.2.环境因素环境因素:(1)(1)光照强度光照强
2、度:原理原理:光照强度通过影响植物的光照强度通过影响植物的_进而影响光合速率。进而影响光合速率。影响影响:光照强度增加光照强度增加,光反应速度光反应速度_,_,产生的产生的_增多增多,使暗反应中还使暗反应中还原过程加快原过程加快,从而使光合作用产物增加。从而使光合作用产物增加。构建数学模型构建数学模型:光反应光反应加快加快HH和和ATPATP曲线解读曲线解读:代谢过程代谢过程细胞气体交换图解细胞气体交换图解A A点点只有只有_ ABAB段段光合作用强度光合作用强度_细胞呼吸细胞呼吸强度强度 细胞呼吸细胞呼吸 不再增加不再增加应用应用:a.a.增加光照强度促进光合作用增加光照强度促进光合作用:温
3、室中适当温室中适当_以提高作物的光合以提高作物的光合作用强度。作用强度。b.b.依据植物的特点合理利用光能依据植物的特点合理利用光能:阴生植物光补偿点和光饱和点均较阳生植物阴生植物光补偿点和光饱和点均较阳生植物_,_,可采用阴生植物与阳生植物可采用阴生植物与阳生植物_的方式以合理利用光能。的方式以合理利用光能。增加光照强度增加光照强度低低间作间作(2)CO(2)CO2 2浓度浓度:原理原理:CO:CO2 2影响影响_阶段阶段,制约制约_的形成。的形成。数学模型数学模型分析分析:暗反应暗反应C C3 3代谢过程代谢过程A A点点细胞只进行细胞呼吸细胞只进行细胞呼吸ABAB段段光合作用强度光合作用
4、强度_细胞呼吸强度细胞呼吸强度B B点点COCO2 2补偿点补偿点:光合作用强度光合作用强度=细胞呼吸强度细胞呼吸强度B B点后点后光合作用强度光合作用强度_细胞呼吸强度细胞呼吸强度CC点点COCO2 2饱和点饱和点:增加增加COCO2 2浓度浓度,光合作用强度光合作用强度_ 不再不再增加增加应用应用:a.a.大田生产大田生产:应应“正其行正其行,通其风通其风”或增施或增施_。b.b.温室栽培温室栽培:人工增加人工增加_、增施农家肥或与动物圈舍连通等。、增施农家肥或与动物圈舍连通等。农家肥农家肥COCO2 2(3)(3)温度温度:原理原理:温度通过影响温度通过影响_影响光合作用强度。影响光合作
5、用强度。数学模型数学模型:酶的活性酶的活性应用应用:a.a.白天白天:适当提高温度以适当提高温度以_。b.b.夜间夜间:适当降低温度以适当降低温度以_,_,减少有机物的消耗。减少有机物的消耗。提高光合作用强度提高光合作用强度降低细胞呼吸强度降低细胞呼吸强度(4)(4)水分和矿质元素水分和矿质元素:原理原理:a.a.水既是光合作用的原料水既是光合作用的原料,又是体内各种化学反应的又是体内各种化学反应的_,_,如植物缺水导致萎如植物缺水导致萎蔫蔫,使光合速率下降。另外使光合速率下降。另外,水分还能影响气孔的开闭水分还能影响气孔的开闭,间接影响间接影响_进入植物进入植物体内。体内。b.b.矿质元素通
6、过影响与光合作用有关的化合物的合成矿质元素通过影响与光合作用有关的化合物的合成,对光合作用产生直接或对光合作用产生直接或间接的影响。如镁可以影响间接的影响。如镁可以影响_的合成从而影响光反应。的合成从而影响光反应。介质介质COCO2 2叶绿素叶绿素数学模型数学模型:应用应用:农业生产中农业生产中,可根据作物的生长规律可根据作物的生长规律,合理灌溉和施肥。合理灌溉和施肥。【秒判正误秒判正误】1.1.在夏季晴朗中午在夏季晴朗中午,植物气孔关闭植物气孔关闭,光合作用强度下降。光合作用强度下降。()()2.2.干旱初期植物光合速率降低主要是因为光反应原料水不足。干旱初期植物光合速率降低主要是因为光反应
7、原料水不足。()()分析分析:干旱缺水影响植物的蒸腾作用干旱缺水影响植物的蒸腾作用,植物部分气孔关闭植物部分气孔关闭,CO,CO2 2进入量减少进入量减少,光合光合速率下降。速率下降。3.3.农业生产中的农业生产中的“正其行正其行,通其风通其风”,目的是提高目的是提高COCO2 2浓度来提高光合作用强浓度来提高光合作用强度。度。()()4.4.温度越高温度越高,酶活性越高酶活性越高,光合作用强度越大。光合作用强度越大。()()分析分析:温度通过影响酶的活性影响光合作用强度温度通过影响酶的活性影响光合作用强度,温度过高酶失活温度过高酶失活,光合作用强光合作用强度降低甚至会丧失。度降低甚至会丧失。
8、5.5.光合作用中的产物和反应物中没有光合作用中的产物和反应物中没有N N、P P等元素等元素,因此土壤中的因此土壤中的N N、P P等无机盐等无机盐的含量对光合作用无影响。的含量对光合作用无影响。()()分析分析:光合作用中的色素、酶以及反应场所中都含有光合作用中的色素、酶以及反应场所中都含有N N、P P等元素等元素,因此土壤中因此土壤中的的N N、P P等无机盐会影响光合作用。等无机盐会影响光合作用。【重点难点讲透重点难点讲透】1.1.影响光合作用强度的因素影响光合作用强度的因素:(1)(1)外因外因:包括光照强度、温度、包括光照强度、温度、COCO2 2浓度等。浓度等。(2)(2)内因
9、内因:包括酶的活性和数量、色素的种类和数量、五碳化合物的含量等。包括酶的活性和数量、色素的种类和数量、五碳化合物的含量等。2.2.光合作用强度高光合作用强度高光能利用率高光能利用率高:(1)(1)其他条件相同的情况下其他条件相同的情况下,光合作用强度越高光合作用强度越高,光能利用率越高。光能利用率越高。(2)(2)光能利用率除受光合作用强度的影响外光能利用率除受光合作用强度的影响外,还受光合作用时间和光合作用面还受光合作用时间和光合作用面积的影响。积的影响。3.3.多因素对光合作用强度的影响多因素对光合作用强度的影响:(1)(1)构建数学模型构建数学模型:图中图中:a.:a.高高COCO2 2
10、浓度浓度,b.,b.中中COCO2 2浓度浓度,c.,c.低低COCO2 2浓度。浓度。高光强高光强,中光强中光强,低光强。低光强。(2)(2)模型解读模型解读:P P点之前点之前,限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子,依次为光照强度、依次为光照强度、光照强度和温度。光照强度和温度。Q Q点之后横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的主要因素点之后横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的主要因素,此时的主要此时的主要影响因素依次为温度、影响因素依次为温度、COCO2 2浓度和光照强度。浓度和光照强度。(3)(3)应用应用:温室栽培时温室栽培时,在一定光照
11、强度下在一定光照强度下,白天适当提高温度白天适当提高温度,增加光合作用相关酶的增加光合作用相关酶的活性活性,提高光合速率。也可同时适当增加提高光合速率。也可同时适当增加COCO2 2浓度浓度,进一步提高光合速率。进一步提高光合速率。当温度适宜时当温度适宜时,可适当增加光照强度和可适当增加光照强度和COCO2 2浓度以提高光合速率。浓度以提高光合速率。【教材命题源教材命题源】教材原文教材原文:必修必修1 1_P104“P104“农业生产上许多增加农作物产量的措施农业生产上许多增加农作物产量的措施,是为了提是为了提高光合作用的强度高光合作用的强度”。命题角度命题角度:角度角度1.1.有些果蔬大棚内
12、悬挂发红色或蓝色光的灯管有些果蔬大棚内悬挂发红色或蓝色光的灯管,并且在阴雨天也会开灯并且在阴雨天也会开灯,这样做的好处是什么这样做的好处是什么?提示提示:叶绿体中的色素吸收最多的是光谱中的红光和蓝紫光叶绿体中的色素吸收最多的是光谱中的红光和蓝紫光,这样有助于光的这样有助于光的吸收吸收,提高光合作用强度。提高光合作用强度。角度角度2.2.合理密植有利于获得高产。如图所示合理密植有利于获得高产。如图所示,要想使果蔬高产要想使果蔬高产,叶面积指数叶面积指数(单单位土地面积上叶面积的数量位土地面积上叶面积的数量,指数越大表示植物交错程度越大指数越大表示植物交错程度越大)应控制在何值应控制在何值为佳为佳
13、?提示提示:4 4。【典例示范典例示范】(2018(2018全国卷全国卷)甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图所甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图所示。回答下列问题示。回答下列问题:(1)(1)当光照强度大于当光照强度大于a a时时,甲、乙两种植物中甲、乙两种植物中,对光能的利用率较高的植物是对光能的利用率较高的植物是_。(2)(2)甲、乙两种植物单独种植时甲、乙两种植物单独种植时,如果种植密度过大如果种植密度过大,那么净光合速率下降幅度那么净光合速率下降幅度较大的植物是较大的植物是_,_,判断的依据是判断的依据是_。(3)(3)甲、乙两种植物中甲、乙两种植物中,更适
14、合在林下种植的是更适合在林下种植的是_。(4)(4)某植物夏日晴天中午某植物夏日晴天中午12:0012:00时叶片的光合速率明显下降时叶片的光合速率明显下降,其原因是进入叶肉其原因是进入叶肉细胞的细胞的_(_(填填“O O2 2”或或“COCO2 2”)”)不足。不足。【解析解析】本题考查光合作用的基本过程和影响因素。本题考查光合作用的基本过程和影响因素。(1)(1)当光照强度大于当光照强度大于a a时时,甲的净光合速率比乙的高甲的净光合速率比乙的高,因此对光能的利用率较高因此对光能的利用率较高的植物是甲。的植物是甲。(2)(2)光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大光照强度降低导致
15、甲植物净光合速率降低的幅度比乙大,种植密度过大种植密度过大,植植株接受的光照强度减弱株接受的光照强度减弱,导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大。导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大。(3)(3)乙植物在低光照强度下的净光合速率大于甲乙植物在低光照强度下的净光合速率大于甲,所以乙更适合在林下所以乙更适合在林下(低光照低光照条件条件)种植。种植。(4)(4)夏日晴天中午夏日晴天中午12:0012:00时温度过高时温度过高,部分气孔关闭部分气孔关闭,进入叶肉细胞的进入叶肉细胞的COCO2 2不足。不足。答案答案:(1)(1)甲甲(2)(2)甲光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大甲光照强度降低
16、导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大,种植密度过大种植密度过大,植株接受的光照强度减弱植株接受的光照强度减弱,导致甲植物净光合速率下降幅度比导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大乙大(3)(3)乙乙(4)CO(4)CO2 2【素养新命题素养新命题】(1)(1)甲、乙两种植物为什么乙植物更适合林下种植甲、乙两种植物为什么乙植物更适合林下种植?(?(科学思维科学思维:分析与综合分析与综合)提示提示:乙植物在低光照强度下净光合速率大于甲植物。乙植物在低光照强度下净光合速率大于甲植物。(2)(2)结合曲线分析阴雨天为了提高大棚蔬菜的产量结合曲线分析阴雨天为了提高大棚蔬菜的产量,应如何做呢应如何做呢?(?(
17、社会责任社会责任:解解决现实生活中的问题决现实生活中的问题)提示提示:阴雨天光照强度较弱阴雨天光照强度较弱,为了提高大棚蔬菜的产量为了提高大棚蔬菜的产量,可适当提供人造光源可适当提供人造光源,提高光照强度提高光照强度,进而提高植物的净光合作用强度。进而提高植物的净光合作用强度。【热考角度通关热考角度通关】角度一角度一单因素对光合作用的影响单因素对光合作用的影响1.(20191.(2019潍坊模拟潍坊模拟)阳光穿过森林中的空隙形成光斑阳光穿过森林中的空隙形成光斑,下图表示一株生长旺盛下图表示一株生长旺盛的植物在光斑照射前后光合作用吸收的植物在光斑照射前后光合作用吸收COCO2 2和释放和释放O
18、O2 2量的变化量的变化,据此下列分析正确据此下列分析正确的是的是()A.A.光斑照射前光斑照射前,光合作用无法进行光合作用无法进行B.B.光斑照射后光斑照射后,光反应和暗反应迅速同步增加光反应和暗反应迅速同步增加C.C.光斑照射后光斑照射后,暗反应对光反应有限制作用暗反应对光反应有限制作用D.D.光斑移开后光斑移开后,光反应和暗反应迅速同步减弱光反应和暗反应迅速同步减弱【解析解析】选选C C。光斑照射前。光斑照射前,有氧气释放有氧气释放,说明植物细胞在进行光合作用说明植物细胞在进行光合作用,A,A项错项错误误;光斑照射后光斑照射后,光反应迅速增加光反应迅速增加,而暗反应没有立即增加而暗反应没
19、有立即增加,二者不同步二者不同步,B,B项错项错误误;光斑照射后光斑照射后,O,O2 2释放曲线变化趋势是先增加然后降低释放曲线变化趋势是先增加然后降低,说明暗反应对光反应说明暗反应对光反应有限制作用有限制作用,原因是暗反应不能及时消耗光反应产生的原因是暗反应不能及时消耗光反应产生的ATPATP和和H,CH,C项正确项正确;光光斑移开后斑移开后,光反应迅速减弱光反应迅速减弱,而暗反应过一段时间后才减弱而暗反应过一段时间后才减弱,二者不同步二者不同步,D,D项错项错误。误。2.2.如图如图,原来置于黑暗环境中的绿色植物移到光下后原来置于黑暗环境中的绿色植物移到光下后,CO,CO2 2吸收量发生了
20、改变。吸收量发生了改变。据图判断下列叙述中正确的是据图判断下列叙述中正确的是()A.A.曲线曲线ABAB段表示绿色植物呼吸强度减慢段表示绿色植物呼吸强度减慢B.B.曲线曲线BCBC段表示绿色植物仅进行光合作用段表示绿色植物仅进行光合作用C.BC.B点时植物既进行光合作用点时植物既进行光合作用,也进行细胞呼吸也进行细胞呼吸D.D.整段曲线表明整段曲线表明,随光照强度增加随光照强度增加,光合速率增加光合速率增加,呼吸速率也增加呼吸速率也增加【解析解析】选选C C。曲线。曲线ABAB段表示随着光照强度逐渐增强段表示随着光照强度逐渐增强,二氧化碳的释放量逐渐二氧化碳的释放量逐渐减小减小,而不代表细胞呼
21、吸强度改变而不代表细胞呼吸强度改变,A,A错误错误;曲线曲线BCBC段表示光照强度较高段表示光照强度较高,绿色植绿色植物光合作用强度大于细胞呼吸强度物光合作用强度大于细胞呼吸强度,植物表现为吸收植物表现为吸收COCO2 2,B,B错误错误;B;B点表示绿色植点表示绿色植物光合作用强度等于细胞呼吸强度物光合作用强度等于细胞呼吸强度,植物表现为既不吸收植物表现为既不吸收COCO2 2也不释放也不释放COCO2 2,C,C正正确确;由曲线可知由曲线可知,随光照强度递增随光照强度递增,光合作用增强光合作用增强,但达到一定程度时但达到一定程度时,光合作用光合作用强度不再随之变化强度不再随之变化,在整个过
22、程中不能确定呼吸速率的变化在整个过程中不能确定呼吸速率的变化,D,D错误。错误。角度二角度二 多因素对光合作用的影响多因素对光合作用的影响3.(20203.(2020淄博模拟淄博模拟)为探究影响光合作用强度的因素为探究影响光合作用强度的因素,将同一品种玉米苗置于将同一品种玉米苗置于25 25 条件下培养条件下培养,实验结果如图所示。下列叙述错误的是实验结果如图所示。下列叙述错误的是世纪金榜导世纪金榜导学号学号()A.A.此实验有两个自变量此实验有两个自变量B.DB.D点比点比B B点点COCO2 2吸收量高的原因是光照强度大吸收量高的原因是光照强度大C.C.实验结果表明实验结果表明,在土壤含水
23、量为在土壤含水量为40%40%60%60%的条件的条件下施肥效果明显下施肥效果明显D.D.制约制约C C点光合作用强度的因素主要是土壤含水量点光合作用强度的因素主要是土壤含水量【解析解析】选选A A。由题意可知。由题意可知,本实验探究的自变量有光照强度、是否施肥、土本实验探究的自变量有光照强度、是否施肥、土壤含水量三个壤含水量三个,A,A错误错误;由图示曲线可知由图示曲线可知,与与D D点相比点相比,B,B点的光照强度较弱点的光照强度较弱,光合光合作用强度也较弱作用强度也较弱,因此因此D D点比点比B B点点COCO2 2吸收量高的主要原因是光照强度大吸收量高的主要原因是光照强度大,B,B正确
24、正确;根据图示根据图示,同一光照条件下同一光照条件下,当土壤含水量在当土壤含水量在40%40%60%60%时时,施肥与未施肥相比施肥与未施肥相比COCO2 2吸收量增加明显吸收量增加明显,C,C正确正确;C;C点土壤含水量较少点土壤含水量较少,光合作用强度较低光合作用强度较低,因此制约因此制约C C点点光合作用强度的因素主要是土壤含水量光合作用强度的因素主要是土壤含水量,D,D正确。正确。科学思维科学思维模型与建模模型与建模坐标曲线上限制因变量变化的因素分析坐标曲线上限制因变量变化的因素分析(1)(1)单曲线分析单曲线分析:曲线上升段或下降段的限制因素曲线上升段或下降段的限制因素,主要是横轴对
25、应的变量主要是横轴对应的变量(自自变量变量););曲线水平段的限制因素是除自变量之外的其他影响因变量的因素。曲线水平段的限制因素是除自变量之外的其他影响因变量的因素。(2)(2)多曲线分析多曲线分析:两两曲线重合部分的限制因素是横轴对应的变量曲线重合部分的限制因素是横轴对应的变量(自变量自变量),),两曲两曲线不重合部分的差异是由除自变量之外的其他影响因变量的因素所致。线不重合部分的差异是由除自变量之外的其他影响因变量的因素所致。4.(4.(金榜原创预测金榜原创预测)为了研究温度对玉米幼苗生长的影响为了研究温度对玉米幼苗生长的影响,某研究小组进行了如某研究小组进行了如下实验下实验:将若干组等量
26、的、生长状况一致的玉米幼苗将若干组等量的、生长状况一致的玉米幼苗,白天给予白天给予26 26 的恒定温的恒定温度度,不同实验组给予不同的夜温不同实验组给予不同的夜温,其他条件相同且适宜。结果如图其他条件相同且适宜。结果如图1 1所示。将同所示。将同一批玉米幼苗分别置于恒定的不同温度下培养一批玉米幼苗分别置于恒定的不同温度下培养,其他培养条件相同其他培养条件相同,光合作用光合作用强度与光照强度之间的关系如图强度与光照强度之间的关系如图2 2所示。下列有关叙述正确的是所示。下列有关叙述正确的是()世纪金榜导学号世纪金榜导学号A.AA.A点时玉米幼苗相对生长速率较低的主要原因是夜温太低点时玉米幼苗相
27、对生长速率较低的主要原因是夜温太低B.B.玉米幼苗生长的最适温度组合是日温玉米幼苗生长的最适温度组合是日温26 26、夜温、夜温20 20 C.C.玉米幼苗夜间生长所需的能量由线粒体提供玉米幼苗夜间生长所需的能量由线粒体提供D.15 D.15 时玉米幼苗的光合作用强度高于时玉米幼苗的光合作用强度高于10 10【解析解析】选选A A。由图可知。由图可知,A,A点时玉米幼苗相对生长速率较低的主要原因是夜温点时玉米幼苗相对生长速率较低的主要原因是夜温太低太低,A,A正确正确;由于缺少其他日温的实验作对照由于缺少其他日温的实验作对照,因此不能确定最适日温是因此不能确定最适日温是26,B26,B错误错误
28、;玉米幼苗夜间生长主要通过有氧呼吸获取能量玉米幼苗夜间生长主要通过有氧呼吸获取能量,因此其所需的能因此其所需的能量由线粒体和细胞质基质提供量由线粒体和细胞质基质提供,C,C错误错误;由图可知由图可知,光照强度较低时光照强度较低时,15,15 时玉时玉米幼苗的光合作用强度低于米幼苗的光合作用强度低于10,D10,D错误。错误。5.5.哈密瓜盛产于新疆的哈密地区。在哈密地区农作物生长季节里哈密瓜盛产于新疆的哈密地区。在哈密地区农作物生长季节里,阳光充沛、阳光充沛、昼夜温差大。分析回答昼夜温差大。分析回答:(1)(1)从影响哈密瓜生长的环境因素分析从影响哈密瓜生长的环境因素分析,哈密瓜特别甜的原因是
29、哈密瓜特别甜的原因是_。(2)(2)如果你的家乡想种哈密瓜并使瓜甜如果你的家乡想种哈密瓜并使瓜甜,仅从光合作用的角度分析仅从光合作用的角度分析,你认为应当你认为应当采取的措施有采取的措施有_。【解析解析】(1)(1)哈密地区位于我国的高纬度地区哈密地区位于我国的高纬度地区(夏季的白天长夏季的白天长),),阳光充足阳光充足,而且而且光照强光照强,所以哈密瓜植株的叶片进行光合作用的时间长所以哈密瓜植株的叶片进行光合作用的时间长,光合作用的强度大光合作用的强度大,积积累的糖类自然就会很多。哈密地区夜间温度比较低累的糖类自然就会很多。哈密地区夜间温度比较低,哈密瓜植株的细胞呼吸相哈密瓜植株的细胞呼吸相
30、对比较弱对比较弱,消耗的糖类物质就会比较少。这样消耗的糖类物质就会比较少。这样,哈密瓜内积存的糖类比较多。哈密瓜内积存的糖类比较多。哈密瓜细胞内的糖类在有关酶的催化作用下哈密瓜细胞内的糖类在有关酶的催化作用下,最终转化成果糖和葡萄糖最终转化成果糖和葡萄糖,所以所以哈密瓜特别甜。哈密瓜特别甜。(2)(2)如果自己的家乡想种植哈密瓜并使瓜甜如果自己的家乡想种植哈密瓜并使瓜甜,就要模仿哈密地区的自然条件就要模仿哈密地区的自然条件,创创造类似的生态环境造类似的生态环境,如采取白天适当增加光照时间和光照强度如采取白天适当增加光照时间和光照强度,夜间适当降低夜间适当降低温度等措施。温度等措施。答案答案:(
31、1)(1)白天温度高白天温度高,光照强光照强,哈密瓜光合作用强哈密瓜光合作用强,积累的有机物较多积累的有机物较多;夜间温夜间温度低度低,哈密瓜细胞呼吸较弱哈密瓜细胞呼吸较弱,消耗的有机物较少消耗的有机物较少,一昼夜积累的有机物较多一昼夜积累的有机物较多(2)(2)增加光照强度、延长光照时间等增加光照强度、延长光照时间等【加固训练加固训练】科学家研究科学家研究COCO2 2浓度、光照强度和温度对同一植物光合作用强度的影响浓度、光照强度和温度对同一植物光合作用强度的影响,得得到的实验结果如图所示。请据图判断下列叙述不正确的是到的实验结果如图所示。请据图判断下列叙述不正确的是()A.A.光照强度为光
32、照强度为a a时时,造成曲线造成曲线和和光合作用强度差异的原因是光合作用强度差异的原因是COCO2 2浓度不同浓度不同B.B.光照强度为光照强度为b b时时,造成曲线造成曲线和和光合作用强度差异的原因是温度不同光合作用强度差异的原因是温度不同C.C.光照强度为光照强度为a ab b,曲线曲线、光合作用强度随光照强度升高而升高光合作用强度随光照强度升高而升高D.D.光照强度为光照强度为b bc c,曲线曲线、光合作用强度随光照强度升高而升高光合作用强度随光照强度升高而升高【解析解析】选选D D。曲线。曲线和和的的COCO2 2浓度不同浓度不同,因此光照强度为因此光照强度为a a时时,造成曲线造成
33、曲线和和光合作用强度差异的原因是光合作用强度差异的原因是COCO2 2浓度不同浓度不同,A,A项正确项正确;曲线曲线和和的温度不同的温度不同,因此光照强度为因此光照强度为b b时时,造成曲线造成曲线和和光合作用强度差异的原因是温度不同光合作用强度差异的原因是温度不同,B,B项正确项正确;由曲线图可知由曲线图可知,光照强度为光照强度为a ab b,曲线曲线、光合作用强度随光照强度光合作用强度随光照强度升高而升高升高而升高,C,C项正确项正确;光照强度为光照强度为b bc c,曲线曲线光合作用强度随光照强度升高光合作用强度随光照强度升高而升高而升高,但曲线但曲线光合作用强度随着光照强度的升高不再变
34、化光合作用强度随着光照强度的升高不再变化,D,D项错误。项错误。考点二光合作用相关的探究实验考点二光合作用相关的探究实验 【必备知识速填必备知识速填】探究光照强度对光合作用强度的影响探究光照强度对光合作用强度的影响:(1)(1)实验原理实验原理:利用抽气法排出叶片细胞间隙中的利用抽气法排出叶片细胞间隙中的_,_,使其沉入水中。使其沉入水中。通过通过_控制光照强度。控制光照强度。光合作用的过程中产生光合作用的过程中产生_的多少与光合作用强度密切相关的多少与光合作用强度密切相关,O,O2 2积累在细胞间积累在细胞间隙从而使下沉的叶片隙从而使下沉的叶片_。因此可依据一定时间内。因此可依据一定时间内_
35、,_,来比较光合作用强度。来比较光合作用强度。气体气体台灯与烧杯的距离台灯与烧杯的距离O O2 2上浮上浮小圆形叶片上浮的数量小圆形叶片上浮的数量(2)(2)实验步骤及操作要点实验步骤及操作要点:实验步骤实验步骤操作要点操作要点制备小圆形制备小圆形叶片叶片将绿色菠菜叶片用直径为将绿色菠菜叶片用直径为1 cm1 cm的打孔器打出小圆的打孔器打出小圆形叶片形叶片3030片片排出细胞间排出细胞间隙中的气体隙中的气体a.a.将小圆形叶片和适量清水置于注射器中将小圆形叶片和适量清水置于注射器中,排出排出注射器内的空气。注射器内的空气。b.b.用手堵住注射器前端的小孔用手堵住注射器前端的小孔,并缓缓拉动活
36、塞并缓缓拉动活塞,使小圆形叶片内的气体逸出。重复几次使小圆形叶片内的气体逸出。重复几次,直到小直到小圆形叶片圆形叶片_沉入水底沉入水底实验步骤实验步骤操作要点操作要点分装小圆形分装小圆形叶片叶片将内部气体逸出的小圆形叶片各将内部气体逸出的小圆形叶片各1010片片,分别放入分别放入暗处盛有暗处盛有20 mL20 mL富含富含_的清水的的清水的3 3个小烧杯中。个小烧杯中。这时的叶片由于这时的叶片由于_,_,全部沉到全部沉到水底水底给予不同的给予不同的光照强度光照强度分别取离台灯分别取离台灯10 cm10 cm、20 cm20 cm、30 cm(30 cm(对应编号对应编号为为1 1、2 2、3)
37、3)的位置的位置,把把3 3个烧杯分别放在这个烧杯分别放在这3 3个位个位置上置上,打开台灯打开台灯观察并记录观察并记录一定时间内一定时间内_的数量的数量COCO2 2细胞间隙充满了水细胞间隙充满了水小圆形叶片浮起小圆形叶片浮起(3)(3)实验结论实验结论:在一定光照强度范围内在一定光照强度范围内,光合作用强度随光照强度的增强而光合作用强度随光照强度的增强而_。增强增强【秒判正误秒判正误】1.1.在探究光照强度对光合作用强度的影响中在探究光照强度对光合作用强度的影响中,增加光照强度或温度增加光照强度或温度,都能明显都能明显缩短叶圆片上浮至液面所用的时间。缩短叶圆片上浮至液面所用的时间。()()
38、分析分析:达到光饱和点后达到光饱和点后,增加光照强度不会缩短叶圆片上浮至液面所用的时间。增加光照强度不会缩短叶圆片上浮至液面所用的时间。提高温度提高温度,可能会增加叶圆片上浮至液面所用的时间。可能会增加叶圆片上浮至液面所用的时间。2.2.探究光照强度对光合作用强度影响的实验中使用的小圆形叶片应先排出里探究光照强度对光合作用强度影响的实验中使用的小圆形叶片应先排出里面的气体。面的气体。()()3.3.探究光照强度对光合作用强度影响的实验中的自变量是光照强度探究光照强度对光合作用强度影响的实验中的自变量是光照强度,因变量是因变量是光合作用强度。光合作用强度。()()4.4.探究光照强度对光合作用强
39、度影响的实验中能测定出其真光合作用速率。探究光照强度对光合作用强度影响的实验中能测定出其真光合作用速率。()()分析分析:该实验只能测定出其净光合作用速率该实验只能测定出其净光合作用速率,无法测定真光合作用速率。无法测定真光合作用速率。5.5.在探究光照强度对光合作用强度的影响中在探究光照强度对光合作用强度的影响中,往水中吹气是为了增加水中的溶往水中吹气是为了增加水中的溶解氧。解氧。()()分析分析:往水中吹气是为了增加水中的二氧化碳。往水中吹气是为了增加水中的二氧化碳。【典例示范典例示范】(2019(2019六安模拟六安模拟)研究人员对处于生长期的研究人员对处于生长期的A A、B B两种绿色
40、植物进行实验探究。两种绿色植物进行实验探究。如图如图1 1表示植物表示植物A A与植物与植物B B的净光合速率随的净光合速率随COCO2 2浓度变化的实验结果浓度变化的实验结果,图图2 2是探究光是探究光照强度对植物照强度对植物B B光合速率的影响的实验光合速率的影响的实验,在获取的植物在获取的植物B B的叶圆片中的叶圆片中,选取大小、选取大小、颜色相同的叶圆片若干颜色相同的叶圆片若干,放在含有适宜浓度的放在含有适宜浓度的NaHCONaHCO3 3溶液的烧杯中溶液的烧杯中,检测叶圆片检测叶圆片开始上浮的时间。请回答下列问题开始上浮的时间。请回答下列问题:(1)(1)图图1 1所示实验的自变量是
41、所示实验的自变量是_。(2)(2)图图1 1所示实验所示实验,在其他条件适宜的情况下在其他条件适宜的情况下,若将植物若将植物B B培养在缺镁的环境中培养在缺镁的环境中,则则a a点将向点将向_移动。如果将植物移动。如果将植物A A、B B种植在同一个密封无色并给予适宜种植在同一个密封无色并给予适宜光照的玻璃容器中光照的玻璃容器中,则则_(_(填填“植物植物A”A”或或“植物植物B”)B”)先停止生长。先停止生长。(3)(3)将将1010片叶圆片投放于含有适宜浓度的片叶圆片投放于含有适宜浓度的NaHCONaHCO3 3溶液的烧杯中溶液的烧杯中,如图如图2 2所示所示,开始开始叶圆片沉在烧杯底部叶
42、圆片沉在烧杯底部,将烧杯置于适宜光照条件下一段时间将烧杯置于适宜光照条件下一段时间,发现叶圆片上浮发现叶圆片上浮,上浮的原因是上浮的原因是_。(4)(4)图图2 2探究光照强度对光合速率的影响时探究光照强度对光合速率的影响时,通过调节白炽灯与烧杯之间的距离通过调节白炽灯与烧杯之间的距离来实现对自变量的控制来实现对自变量的控制,是否存在其他变量影响实验结果是否存在其他变量影响实验结果,为什为什么么?_?_。【解析解析】(1)(1)根据图根据图1 1可知可知,图图1 1实验的自变量是实验的自变量是COCO2 2浓度和植物的种类。浓度和植物的种类。(2)(2)若将植物若将植物B B培养在缺镁的环境中
43、培养在缺镁的环境中,则叶绿素合成不足导致光合速率降低则叶绿素合成不足导致光合速率降低,而而呼吸速率基本不变呼吸速率基本不变,因此因此a a点将右移点将右移;根据题图分析可知根据题图分析可知,植物植物A A比植物比植物B B更能利更能利用较低浓度的二氧化碳进行光合作用用较低浓度的二氧化碳进行光合作用,因此若将植物因此若将植物A A、B B种植在同一个密封无种植在同一个密封无色并给予适宜光照的玻璃容器中色并给予适宜光照的玻璃容器中,植物植物B B先停止生长。先停止生长。(3)(3)利用注射器抽出细胞间隙的空气利用注射器抽出细胞间隙的空气,使叶圆片下沉。在适宜浓度的使叶圆片下沉。在适宜浓度的NaHC
44、ONaHCO3 3溶液溶液条件下条件下,叶圆片进行光合作用叶圆片进行光合作用,释放出的释放出的O O2 2多于呼吸作用消耗的多于呼吸作用消耗的O O2 2,叶圆片细胞叶圆片细胞间隙中的间隙中的O O2 2积累积累,使叶圆片上浮。使叶圆片上浮。(4)(4)存在存在,因为白炽灯距烧杯的距离不同因为白炽灯距烧杯的距离不同,输入烧杯中的热量也不同输入烧杯中的热量也不同,会改变烧会改变烧杯中溶液的温度杯中溶液的温度,影响酶的活性。影响酶的活性。答案答案:(1)CO(1)CO2 2浓度和植物种类浓度和植物种类(2)(2)右植物右植物B B(3)(3)叶圆片进行光合作用叶圆片进行光合作用,释放出的释放出的O
45、 O2 2多于呼吸作用消耗的多于呼吸作用消耗的O O2 2,叶圆片细胞间隙叶圆片细胞间隙中的中的O O2 2积累积累,或叶表面吸附着或叶表面吸附着O O2 2,使叶圆片上浮使叶圆片上浮(4)(4)存在存在,因为白炽灯距烧杯的距离不同因为白炽灯距烧杯的距离不同,输入烧杯中的热量也不同输入烧杯中的热量也不同,会改变烧会改变烧杯中溶液的温度杯中溶液的温度【素养新命题素养新命题】(1)(1)如果用该装置探究如果用该装置探究COCO2 2浓度对光合作用的影响浓度对光合作用的影响,应如何设计应如何设计?(?(科学探究科学探究:实验实验设计设计)提示提示:装置中只需要改变装置中只需要改变NaHCONaHCO
46、3 3溶液的浓度溶液的浓度,固定白炽灯与烧杯的距离固定白炽灯与烧杯的距离,其他不其他不变。变。(2)(2)图图1 1中的植物中的植物A A和植物和植物B B曲线交点处光合速率一定相同吗曲线交点处光合速率一定相同吗?理由是什么理由是什么?(?(科学科学思维思维:演绎与推理演绎与推理)提示提示:不一定不一定,曲线交点处植物曲线交点处植物A A和植物和植物B B的净光合速率相同的净光合速率相同,但是其呼吸作用速但是其呼吸作用速率不一定相同率不一定相同,而光合速率而光合速率=净光合速率净光合速率+呼吸作用速率。呼吸作用速率。【热考角度通关热考角度通关】1.(20201.(2020潍坊模拟潍坊模拟)为研
47、究环境因素对某植物光合作用强度的影响为研究环境因素对某植物光合作用强度的影响,设计图甲设计图甲所示实验装置若干所示实验装置若干(已知密闭小室内的已知密闭小室内的 COCO2 2充足充足,光照不影响温度变化光照不影响温度变化),),在相同在相同温度条件下进行实验温度条件下进行实验,一段时间后测量每个小室中的气体释放量一段时间后测量每个小室中的气体释放量,绘制曲线如绘制曲线如图乙。下列叙述正确的是图乙。下列叙述正确的是 ()A.A.该实验中植物释放的气体是该实验中植物释放的气体是 O O2 2B.B.当距离为当距离为c c时时,该植物叶肉细胞的光合速率等于呼吸速率该植物叶肉细胞的光合速率等于呼吸速
48、率C.C.当距离由当距离由c c突然变为突然变为a a时时,短时间内叶绿体中短时间内叶绿体中 C C5 5 的含量增加的含量增加D.D.当光源与密闭小室的距离小于当光源与密闭小室的距离小于a a时时,限制光合作用的主要因素是光照强度限制光合作用的主要因素是光照强度【解析解析】选选C C。当光源与密闭小室的距离大于。当光源与密闭小室的距离大于c c时时,呼吸速率大于光合速率呼吸速率大于光合速率,植植物释放的气体是物释放的气体是COCO2 2,在距离小于在距离小于c c时时,光合速率大于呼吸速率光合速率大于呼吸速率,植物释放的气体植物释放的气体是是O O2 2,A,A项错误项错误;实验测的是整个植
49、株气体释放速率实验测的是整个植株气体释放速率,当距离为当距离为c c时时,整个植株的光整个植株的光合速率等于呼吸速率合速率等于呼吸速率,但一部分植物细胞不能进行光合作用但可以进行呼吸作但一部分植物细胞不能进行光合作用但可以进行呼吸作用用,所以叶肉细胞的光合速率应大于呼吸速率所以叶肉细胞的光合速率应大于呼吸速率,B,B项错误项错误;当距离由当距离由c c突然变为突然变为a a时时,光照强度增强光照强度增强,短时间内叶绿体中短时间内叶绿体中C C5 5的含量增加的含量增加,C,C项正确项正确;当光源与密闭小当光源与密闭小室的距离小于室的距离小于a a时时,光合速率达到最大光合速率达到最大,限制光合
50、作用的主要因素不再是光照强限制光合作用的主要因素不再是光照强度度,D,D项错误。项错误。2.2.在在“探究环境因素对光合作用的影响探究环境因素对光合作用的影响”活动中活动中,某兴趣小组利用实验室提供某兴趣小组利用实验室提供的有关材料的有关材料(大烧杯、大试管、铁架台、温度计、盛水玻璃柱、功率大烧杯、大试管、铁架台、温度计、盛水玻璃柱、功率100100瓦的瓦的灯泡各一个灯泡各一个;适宜浓度的适宜浓度的NaHCONaHCO3 3溶液溶液;新鲜黑藻若干新鲜黑藻若干),),设计了如图实验装置图。设计了如图实验装置图。请回答请回答:世纪金榜导学号世纪金榜导学号(1)(1)若用该实验装置探究光照强度对光合
